EPON在配电通信网中的应用研究

黄泽冰（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510000）

EPON在配电通信网中的应用研究

黄泽冰
（广东省电信规划设计院有限公司，广东 广州 510000）

本文介绍了配电网在通信方面的需求；研究分析主流PO N的系统架构、利弊以及发展趋势；并引入EPO N技术到配电通信网中，以促进配电网的发展。

无源光网络；配电网；EPO N系统

1 前言

配电网扮演着重要的角色，是贯穿于输电网、各类用户和分布式电源的枢纽，在当今经济社会发展中有着举足轻重的作用。社会经济发展迅速，配电网如何保持稳定供电和具备强大的故障恢复能力显得极其重要，也有了更高的要求。要保证稳定的供电能力，建设配电自动化系统是很有必要的。随着配电业务的发展，将有更多业务逐步过渡到光纤方式。PON（Passive Optical Network，无源光网络）具有经济高效、宽带高、一对多和灵活的接入能力等多种优势，结合配电网当前点多面广的应用环境，PON无疑是最佳选择。

2 主要PON技术

PON是一种应用于接入网，局端设备(OLT)与多个用户端设备(ONU/ONT)之间通过无源的光缆、光分/合路器等组成的光分配网(ODN)连接的网络。图1是PON系统的参考结构。目前在现网中广泛应用的PON技术包括EPON（以太网无源光网络）和GPON（吉比特无源光网络）两种主流技术，EPON上下行带宽均为1.25 Gbit/s，GPON下行带宽为2.5Gbit/s，上行带宽为1.25 Gbit/s。

图1PON系统参考结构

EPON来源于以太网技术，能够和以往的网络技术共同存在，也可使用相关接入网管理手段，比如Q3接口等；相比较于EPON，GPON更加完善，通过互通定义，使OLT厂商的网络管理系统具备了完善的OAM功能，能够对厂商的ONU实施正常的认证、性能管理、安全管理等。虽然GPON成本明显高于EPON，但GPON能够提供2倍多的带宽，所以针对增长迅速的带宽节点，采用GPON是非常合适的；相反，对于带宽的需求不高情况下，选择EPON则是更为经济的。

3 EPON应用分析

3.1 网络结构

EPON系统的主要网络结构有单双链路结构、树形结构、星形结构和环形结构等，网络结构的确定主要参考链路保护和分光模式的要求。

配电网根据负荷密度、用户等级、用电要求等因素划分为A+、A、B、C、D、E六类供电区域。其中，A+类、A类全部区域和B来部分区域需要采用“三遥”终端。一般来说，A+、A类区域的物理电网为多环、单环、多分段适度联络为主，三遥节点占比较高，EPON系统宜采用非均分级联模式，环形结构或双链路拓扑结构；B类区域以单环、多分段适度联络为主，三遥节点占比较低，EPON系统宜采用均分模式，树形或星形拓扑结构。研究得出，C、D类区域要配置三遥节点，可参照B类区域，也可借助EPON光链路延伸处理。总之，具体问题具体分析，通过比较分析经济技术来确定要采取哪种方式。

3.2 升级系统

10G-EPON系统与1G-EPON能够全面兼容，进行混合组网，然后逐渐过渡到全10G系统。EPON的下行是广播模式，由于速率不同，导致ONU无法兼容，因此10G系统必须采用与1G系统下行方向一致的WDM方式。而1575-1580nm是10G-EPON下行信号的波长范围，标称波长1577 nm在其范围之内，尽量避开1G-EPON使用的1480-1500nm下行波长、模拟视频波长（1550nm）、OTDR测试波长（1600-1650nm）。在上行方向，由于各ONU之间没串扰，则采取TDMA方式较为合适，1G-EPON上行信号的波长范围是1260-1360nm，10G-EPON上行信号的波长范围是1260-1280nm，因此与之重叠。

3.3 保护电路

EPON系统的保护主要分为两种：OLT的PON口保护以及光缆的保护。PON口的保护可以通过光模块倒换或主备PON口方式解决。光模块倒换，指每个PON口拥有两个光模块，而且两者都有备用的功能，当信号丢失后，PON MAC芯片在两个光模块间相互切换。主备PON口方式，原理其实一样，指采用两个独立的PON口，同时具有转换功能。光缆保护的常用方式是组网，如双链路拓扑结构与环型结构拓扑结构。工程应用中，采用主备PON口保护或光缆保护较为普遍；对于网络可靠性要求较高的区域，建议采用光缆保护中的双链路拓扑结构。

3.4 数据安全

EPON系统中，ODN有着很宽广的隔离度，一般超过40dB，对于任何一个ONU来说，要想接收到来自其它ONU的上行信号是非常难的，因此，上行数据在EPON系统加密是没必要的，只需业务系统加密即可。

EPON系统的下行，如果应用单拷贝广播方式，会存在风险，比如，“监听威胁”，恶意用户可以很轻易地获取到其他用户的资料信息。配电网中，由于下行信号是遥控的，它产生的作用和影响也是直接的，所以必须采取严密的安全措施，来保证稳定供电和整个电网的安全。一方面，为确保数据安全，可采取时间时效性、数字签名等多重方式对业务系统进行加密。另一方面，EPON系统应采取认证、帧过滤、三重搅动和隔离用户端口等方式加强。除此之外，还应通过测试和巡检来加强数据保护。

4 结束语

PON作为被广泛应用的接入网技术，具有很大的优势，非常适合配电网应用环境。本文通过研究和分析比较，建议采用EPON技术组网，对EPON工程应用提出了相关建议。此外，虽然GPON的投入成本高，但其网管能力更强，在条件适当的情况下，建议可以在PTN的区域组网并加以研究，然后去衡量利弊再做定论。

[1]伍仕宝，汤磊，陈明华．O FD M－PO N技术及其应用[J]．光通信研究，2012(6)：31-34．

[2]蔡武，林伯东．接入网技术要求——EPO N系统互通性[S]，2014．

Research on theApplication of EPON in Distribution Communication Network

Huang Zebing
(Guangdong Telecom Planning&Design Institute Co.,Ltd.Guangdong Guangzhou 510000)

This paper briefly introduces the demand of distribution communication network,studies and analyzes the system architecture,advantages and disadvantages and development trend of PON.It applies EPON technology in the distribution network to promote its development.

passive optical network;distribution network;EPON system

TN929.1；TM73

A

1008-6609(2016)12-0071-02

黄泽冰（19 90-），男，江苏人,本科，助理工程师，研究方向为传送网设备。